Elettronica mesh iniettabile per registrazioni stabili di un singolo neurone in un cervello di topo

Inizia con un topo anestetizzato con un cranio esposto su un telaio stereotassico e copri con un telo chirurgico.

Praticare dei fori nel cranio per accedere al cervello e fissare un substrato di serraggio.

Montare un ago capillare collegato a una pompa a siringa sul telaio.

L'ago contiene un buffer con una sonda elettronica mesh, una struttura flessibile che comprende una regione del dispositivo mesh collegata a pad di input/output.

Posiziona l'ago all'interno del cervello. Iniettare per posizionare la regione del dispositivo a rete all'interno del tessuto mentre si ritrae l'ago fino a quando non esce dal cranio.

Posizionare l'ago sul substrato di serraggio ed espellere i cuscinetti di ingresso/uscita.

Piega i cuscinetti per fissarli a un circuito elettronico.

Verificare il circuito completato e isolare i collegamenti. Consenti ai neuroni di connettersi attraverso la rete porosa.

Collegare il circuito ad un sistema di acquisizione dati. Consenti al mouse di comportarsi liberamente per raccogliere registrazioni stabili di un singolo neurone.

Per iniettare l'elettronica mesh nel cervello di un topo, utilizzare un trapano dentale e un telaio stereotassico per aprire una craniotomia alle coordinate desiderate sul cranio. Aprire una seconda craniotomia lontano dal sito di iniezione per l'inserimento di una vite o di un filo di messa a terra in acciaio inossidabile.

Quindi, fissare un substrato di serraggio al cranio con cemento dentale. Un taglio largo circa 1 millimetro nel substrato migliora l'affidabilità della fase di piegatura più avanti nella procedura. Successivamente, montare il portapipetta con l'ago contenente l'elettronica a rete nel telaio stereotassico utilizzando un morsetto terminale ad angolo retto. Collegare l'uscita laterale del supporto della pipetta a una siringa da 5 millilitri fissata in una pompa a siringa con un tubo capillare lungo da 0,5 a 1 metro.

Quindi, utilizzare il telaio stereotassico per posizionare la punta dell'ago nella posizione di partenza desiderata all'interno del cervello. Posizionare la fotocamera in modo da visualizzare la parte superiore della sonda elettronica a rete all'interno dell'ago di vetro. Avviare il flusso impostando la pompa a siringa a bassa velocità e premendo Start.

Aumentare lentamente la portata se la sonda elettronica a rete non si muove all'interno dell'ago. Quando la sonda elettronica mesh inizia a muoversi all'interno dell'ago, utilizzare il telaio stereotassico per ritrarre l'ago alla stessa velocità con cui viene iniettata la sonda elettronica mesh, utilizzando la posizione originale contrassegnata dell'elettronica mesh come guida.

Continua a far scorrere la soluzione salina e a ritrarre l'ago fino a quando l'ago non è uscito dal cranio. Quindi, interrompere il flusso dalla pompa a siringa. In questa procedura, utilizzare il telaio stereotassico per guidare con cura l'ago verso il substrato di serraggio del cavo piatto e flessibile e attraverso lo spazio, facendo scorrere la soluzione con la pompa a siringa per generare un allentamento nelle interconnessioni elettroniche a rete.

Una volta che l'ago si trova sopra il substrato di serraggio e attraverso lo spazio, riprendere il flusso a una velocità maggiore per espellere i pad di input/output dell'elettronica mesh sul substrato di bloccaggio. Utilizzando una pinzetta in una pipetta di acqua deionizzata, piegare i pad di input/output a un angolo di 90 gradi il più vicino possibile al primo pad di input/output.

Una volta che i pad di input/output sono allineati, aperti e con un angolo di 90 gradi rispetto allo stelo della rete, asciugarli in posizione con aria compressa che scorre delicatamente. Tagliare il substrato di serraggio su un bordo dritto a circa 0,5-1 millimetro dal bordo dei pad di input/output.

Inoltre, tagliare le parti estranee del substrato di serraggio che ostacoleranno l'inserimento nel connettore ZIF a 32 canali montato su PCB. Quindi, inserire i pad di ingresso/uscita nel connettore ZIF sul PCB e chiudere il fermo. Utilizzare l'elettronica di misurazione per misurare l'impedenza tra i canali e la vite di messa a terra per confermare la corretta interfaccia.

Se i valori di impedenza sono troppo alti, sbloccare il connettore ZIF, regolare l'inserimento e ripetere il test fino a quando non viene confermato il collegamento riuscito. Successivamente, coprire il connettore ZIF e le interconnessioni elettroniche a rete esposta con cemento dentale per protezione. Capovolgere il PCB in corrispondenza della fessura nel substrato e fissare il PCB con del cemento sul cranio del topo.

Per registrazioni in movimento libero, rilasciare il mouse dal fermo dopo aver inserito il preamplificatore PCB e messo a terra la vite di riferimento. Registrare per il periodo di tempo desiderato utilizzando il sistema di acquisizione dati mentre il mouse si comporta liberamente.